可视化是将科学计算中产生的大量非直观的抽象的数据,以图形图象的形式,直观、形象地表达出来,并进行交互处理。我国可视化研究始于上个世纪九十年代,短短几年已广泛应用于多个领域。无论在科学上、工程上还是在技术经济上或社会效益上都具有重大意义。 本文基于AutoCAD开发平台,利用ObjectARX 2000环境的支持,采用面向对象的可视化编程工具Visual C++6.0研究流场可视化的方法、可视化及仿真技术以及其在泵站流道设计中的应用。 文中主要包括三个部分: (1)建立流场可视化方法的模型。这部分包括两大块:断面可视化模型建立和流线构造模型的建立。 流道断面可视化的主要内容是等速线的处理,在三维计算流场中流速可以分解为轴向流速、径向流速和圆周流速,由于关心的是轴向流速,故可将其简化为二维标量场等值线的抽取问题。在对其处理中遇到二义性问题,本文对此提出解决方法。流线构造模型方面,本文在研究传统方法的基础上采用基于流体运动分解模型的流线构造方法,并应用质点跟踪技术。 (2)CAD环境下流场可视化及仿真的实现技术。 (3)本文提出的流场可视化方法、可视化及仿真技术在泵站流道设计中的应用。 泵站流道设计无论是三维流速,还是流道本身的形状都包含大量的数据。利用流场可视化及仿真技术将这些大量的数据转换为图象更直观、形象,方便进行交互处理。研究结果表明,AutoCAD环境下流场可视化的实现方法与可视化及仿真技术,能够充分利用已有资源,简便易行,其成果在实际工程中得到了较好的应用。 本文主要创新点: (1)将先进的CAD及其二次开发平台ObjectARX 2000以及先进的Visual C++编程语言运用到大型泵站流道设计中。 (2)基于流道CFD的计算流场,研究适合其后处理的可视化方法,比如,在CAD环境下流道断面可视化等速线图以及流线、流管、流带、流面的可视化方法等,可以形象地反映流道CFD的计算结果,有利于对设计中的不足之处进行修改。 (3)为流道三维设计理论与方法的应用提供了良好的平台。